加州大学河滨分校教授Susan Wessler应邀学术访问并作报告

2024年11月1日上午，加州大学河滨分校Susan Wessler教授受邀来北京大学生命科学学院进行了学术访问，并于金光生命科学学院邓祐才报告厅做了题为“转座子介导的结构变异：从McClintock到泛基因组”的学术报告。本次报告由生命科学学院院长、国家重点实验室陈雪梅教授主持。

Susan Wessler教授，美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士，加州大学河滨分校教授、Neil and Rochelle Campbell科学教育创新主席。同时，任美国国家科学院内政部长期间主导了多项举措使女性院士数量增加了一倍。研究方向主要为转座子在基因与基因组进化中的作用。荣获多项荣誉，包括2011年美国植物生物学会的Stephen Hales奖、2012年美国实验生物学会联合会（FASEB）卓越科学奖、2015年McClintock植物遗传学和基因组学奖、以及2019年Hudson Alpha生命科学奖。

在此次报告中，Wessler教授首先从McClintock发现首次识别并分离出两种特定的AC（Activator）和Ds（Dissociation）转座元件。Acwxm7是玉米中的一个等位基因，与蜡质表型相关。当Ac元件存在时，它能够激活 Ds 元件的转座，使Ds从其原始位置移动。这种转座可能导致Acwxm7等位基因的表达发生变化，从而影响玉米的蜡质性状。此外，玉米中蜡质性状的突变等位基因中还发现了一种新型的转座元件MITE（Miniature Inverted-repeat Transposable Elements）。MITEs被称为非自主的转座元件。MITEs经过转座过程在基因组中产生多个拷贝，其在植物基因组中的拷贝数通常可以达到数百到数千，这种高拷贝数使得MITEs在基因组的结构和功能中可能发挥重要作用。mPing是水稻基因组中具有显著转座能力的一种MITE。mPing能够迅速增加拷贝数并在基因组中扩散。Ping/mPing作为成功的转座元件（TE）家族之所以能获得高拷贝数，是因为它们具有促进自身扩增的生化特征，这种生化特征被称为‘TE’s SUPERPOWERS‘。具体为：1）Ping/mPing转座元件在水稻基因组中插入时倾向于选择A/T富集的靶向序列，而水稻外显子则是GC富集的，即它在很大程度上避免插入外显子；2）Ping/mPing能够有效地避免宿主的沉默反应，这意味着它能够在宿主细胞中维持其活性。Susan教授提及转座元件（TEs）是DNA结构变异的重要来源之一。玉米中两个或多个Ds转座元件能够通过异常的转座事件导致染色体的断裂。染色体断裂可能导致基因组的不稳定性，从而引发遗传变异。研究发现，Ping/mPing转座元件的爆发也能够迅速且频繁地产生结构变异。利用长读长测序测序技术发现基因组上多个mPing转座元件导致了引起的一个135kb倒位，揭示了转座元件在基因组重组和遗传变异中的重要作用。在报告的最后，Susan表示未来的研究将致力于回答“mPing插入对表观基因组的影响是什么？”这一问题。

报告结束后，Wessler教授与在场师生就报告内容进行了热烈的讨论，交流科研心得，为在场师生进行解答。感谢Wessler教授为我们带来的这次学术盛宴，希望未来有更多的交流合作。